水文学原理
水文学原理
第四节线性运 动波演算法
5
第五节线性扩 散波演算法
第六节线性特征河长 连续演算法
第七节马斯京根演算 法
思考题 习题
第二节冰雪水文
第一节湖泊水文
第三节湿地水文
1
第四节森林水 文
2
第五节城市水 文
3
第六节河口水 文
4
第七节河流泥 沙
5
思考题
作者介绍
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第四节土壤水分运动 方程
第五节土壤含 水量的测定
思考题
1
第一节下渗的 物理过程
2
第二节下渗理 论
3
第三节下渗曲 线经验公式
4
第四节天然条 件下的下渗
5
第五节下渗实 验与分析
思考题
习题
第二节水面蒸发
第一节基本概念
第三节土壤蒸发
第五节流域蒸散发
第四节植物散发
思考题
1
第一节径流形 成过程
2
第二节径流的 表示方法
读书笔记
读书笔记
⭐⭐⭐⭐本科上水文学原理这门课的时候，还是双语教学，用的教材是英文的，叫《Physical hydrology》 （好像是）。
目录分析
第二节水文学发展 概况
第一节水文学概念 及其分类
第三节水文现象的 基本特点与研究方
法
第四节本课程 的性质与主要
内容
思考题
第一节河流 第二节流域
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水文学原理
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01 思维导图
水文学原理
水文学原理
水文学原理是指研究地表水运动的科学，是一门关于水的科学。
它的研究内容涉及到水的物理、化学、生物学等多方面，是研究陆地水文过程的一门学科。
水文学的研究内容包括水的物理特性、水的地质特性、水的化学特性、水的生物学特性以及水的运动特性等，是研究地表水运动的科学。
水文学原理涉及到多个学科，如水文学、地理学、地质学、水文地质学、水质学、水利学等。
它的研究内容涉及到水的物理特性、水的地质特性、水的化学特性、水的生物学特性以及水的运动特性等，是研究地表水运动的科学。
水文学的研究可以帮助我们更好地了解水的特征和运动，以便对水的运动和利用进行合理规划。
水文学研究的结果可以帮助水利工程设计者和决策者更好地了解水的运动特征，以便制定有效的水利设施管理措施。
水文学研究的结果还可以用于水资源管理和开发，以及水资源管理和水污染控制等领域。
水文学对水资源的管理和利用有着重要的作用，它不仅是水资源管理的基础，而且也是水利工程的基础。
水文学的原理是关于水的科学，它的研究内容涉及到水的物理、化学、生物学等多方面，是研究陆地水文过程的一门学科。
它的研究
结果可以用于水资源管理、水利工程设计以及水资源管理和水污染控制等领域，为水资源的管理和利用提供了重要的参考。
(完整word)水文学原理
水文学原理•名词解释1、水文大循环和小循环：水文循环:地球上的水在太阳辐射和重力作用下，通过蒸发、水汽输送、凝结降水、下渗及径流等环节，进行的周而复始的地理位置和物理形态的变换的运动过程。
水的三态转化特性是水文循环的内因，太阳辐射和重力作用是外因或动力。
1）水文大循环是发生于全球海洋与陆地之间的水分子交换过程。
由海洋上蒸发的水汽，被汽流带到大陆上空，遇冷凝结而形成降水.降水至地面后,一部分蒸发直接返回空中,其余部分都经地面和地下注入海洋。
2）水文小循环是指陆地上的水分经蒸发、凝结作用又降落到陆地上，或海洋面蒸发的水汽在空中凝结后，又以降水形式降落在海洋中。
前者可称为内陆小循环，后者称海洋小循环。
2、水量平衡：是指任意选择的区域（或水体），在任意时段内，其收入的水量与支出的水量之差必等于该时段区域（或水体)内蓄水的变化量，即水在循环过程中,总体上水量是平衡的。
3、流域蒸发能力：是指充分供水条件下的流域日均总蒸发量。
4、田间持水量：土壤中所能保持的分子水和毛管悬着水的最大量5、凋萎系数：植物无法从土壤中吸收水而开始凋萎枯死时的土壤含水量6、水系: 在河流运动过程中，逐渐由小溪、小河集成大河，这样便构成脉胳相通的河流系统。
7、流域形状系数：是流域分水线的实际长度与流域同面积园的周长之比，R=A/L2R:形状系数, A：流域面积（km2）；L:流域长度(km)R值小，流域呈长形,流域水流变化缓和；反之，则水流变化剧烈.8、径流模数: 指流域出口断面流量与流域面积的比值。
M＝Q/F ，m3/s·km29、水质：水体质量的简称。
水分子H2O，化学成分复杂，水中有80多种化学元素.水中有8大离子：K+、Na+、Ca+、Mg+、Cl—、SO42—、HCO3—、CO32-10、最小值定律：植物生长取决于外界给它的所需养分中数量最少的一种.11、输沙率:单位时间内通过断面的泥沙含量.Q s=QP ,Q s－悬沙输沙率(kg/s）；Q－流量（m3/s）；P－断面平均含沙量（kg/m3）12、流域蓄水容量曲线:如果把全流域按蓄水容量大小划分成许多小块，然后把蓄水容量由小到大进行排列，并和其相应的面积（%)绘在一张图上，纵坐标是蓄水容量Wm’,横坐标是小于或等于蓄水容量Wm的各小块面积之和F0占全流域面积F的百分数（F0/F）、点绘的Wm’~F0/F关系曲线，称流域蓄水容量曲线。
水文学原理与应用
水文学原理与应用水文学是研究水文现象及其规律的一门科学。
它主要研究水文循环、水文过程、水文特性、水文数据的收集、分析和应用等方面的内容。
水文学与水力学、水资源学、环境水文学等学科紧密相关，是保障水资源合理利用和环境保护的重要基础。
一、水文学基本原理1、水文循环原理水文循环是指地球上水在不同形态之间不断转化的过程，包括蒸发、降水、地下水渗漏、径流、蒸散等。
水文循环对于水文学的研究至关重要。
2、水文过程原理水文学将水文过程分为几个不同的阶段，包括降雨、入渗、蓄水、径流、蒸发和蒸散等。
每个阶段的特征不同，需要采取不同的措施来管控。
3、水文特性原理水文特性是指水体在不同时间、空间和水量条件下表现出的性质和特点。
水文特性是不同水文参数（如水位、流量、速度等）的重要指标，反映了水体的变化趋势和状态。
二、水文学的应用领域1、水资源开发和利用水文学提供了水资源的定量分析和预测，能够为水资源的合理利用提供依据。
水文学在水库、水电站、灌区等方面具有广泛的应用。
2、水文灾害研究和预报水文学研究洪水、干旱、地质灾害等水文灾害，提供预报和预警服务，为灾害防治和抢险救援提供科学依据。
3、环境水文学研究水文学在环境保护领域具有重要的作用，能够协助制定环保标准和保护措施，提供水环境评估和监测数据，为环保科学评估提供依据。
三、水文学数据的收集和处理水文学需要大量准确的数据来支持研究，包括气象数据、水文数据、地形数据、水文观测数据等。
这些数据需要精确地测量和记录，再经过处理、分析和建模，才能揭示水文现象和规律。
四、水文模型在水文学中的应用水文模型是通过模拟水文过程、模拟流域水循环和水文特性，为水文学提供辅助决策和预测的工具。
研究人员可以依据实际情况，选择不同的水文模型来分析和预测水文数据和水文特性变化。
总之，水文学的研究和应用对于水资源的合理利用、水环境的保护以及灾害防治等方面都具有重要的作用。
未来将有更多的技术手段应用到水文学中，以支持水资源管理的科学化、系统化和精细化。
水文学原理(全套课件上158P)
第三节 水文学的分支学科 (Major Branch Subjects of Hydrology) 1 、按理论或应用可分为：
2、按水体可分为：
3、按应用的对象可分为：
4、按水文学的研究方法分类：
第四节 水文学的研究方法
(Methodologies on Hydrology)
多学科交叉的研究途径 (Interdisciplinary appoach)
第一阶段：十九世纪
1856年，Darcy定律－渗流运动定律
1871年，圣维南(St. Venant)方程组 （明渠缓变不稳定流运动规律）
第二阶段：二十世纪初至五六十年代
1914年，Hazen，水文频率计算 1932年，Sherman，提出了单位线 1935年，Horton，产流量计算 1938年，MaCarthy ，提出Muskingum法
水文学是地球物理科学的一个分支 水文学又是水利工程科学的重要组成部分
水文学又具有社会科学性 水文学是水利工程科学的重要组 成部分（技术科学）
水文学是水资源开发利用的理论 基础（社会科学）
第二节 水文学发展的动力
(Driving force for the Development of hydrology)
研究地球系统中水的运动、循环和时空 分布规律，水的自然和社会属性、经济属性 ，水与生态环境相互关系（作用）以及在水 旱灾害防治、水资源合理开发利用和水环境 保护中的应用的科学称为水文学。
2、水文学的研究内容(Research fields of Hydrology)
揭示地球系统中水的运动规律、水的 循环机理和水的时空分布特点
实验途径(Experimental approach) 流域水文模拟(Hydrological Modelling) 确定性与随机性研究方法的结合 (Combination of deterministic and stochastic approaches)
水文学原理
水文学原理1、地球上的水主要受太阳辐射和地心引力两种作用而不停地运动，其表现形式可概括为四大类型，即降水、蒸发，渗流和径流，统称为水文现象。
2、水文学研究地球上各种水体数量的形成、运动、分布规律及相互之间的联系和转化，同时也研究各种水体的物理和化学性质。
3、水文学原理主要是研究河流、湖泊、冰川、地下水、河口等水体（其中主要是河流）的水文现象和水文规律，以水文循环为核心、河流水文规律为重点，阐明水文循环各要素和水文现象的物理机制和相互转化关系及其时空变化规律。
4、水文现象的基本特性：水文现象时程变化的周期性与随机性的对立统一；水文现象地区分布的相似性与特殊性的对立统一。
5、水文现象的研究方法：由水文现象的基本特征可知，对水文现象的分析研究，都要以实际观测资料为依据。
按不同目的要求，可把水文学常用的研究方法归结为成因分析法、数理统计法和地理综合法三类。
6、水文循环：自然界中水分不断蒸发、输送和凝结，形成降水、径流的循环往复过程。
7、水文循环的分类：根据水分循环过程的整体性和局部性，可把水分循环分为大循环和小循环。
大循环：由海洋蒸发的水汽降到大陆后又流归海洋的循环；小循环：海洋蒸发的水汽凝结后成为降水又直接降落在海洋上或者陆地上的降水在没有流归海洋之前，又蒸发到空气中去的这些局部循环。
8、一条河沿水流方向，自高到底可分为河源、上游、中游、下游和河口5段。
9、汇集地面径流和地下径流的区域称为流域，也就是分水线包围的区域。
当地面分水线与地下分水线相重合时，称为闭合流域，否则称为非闭合流域。
10、流域面积F：流域分水线包围区域的平面投影面积，记为F，以km2计。
11、流域长度L B 流域长度就是流域轴长。
以流域出口为中心向河源方向做一组不同半径的同心圆，每个圆与流域分水线相交形成割线，各割线中点的连线长度即为流域长度，以km计。
12、流域的平均宽度B：流域面积与流域长度之比，以km计。
表达式为：B=F／L B13、流域的形状系数χ：流域的平均宽度与长度之比。
水文学原理
水文学原理
水文学原理是指关于水的形成、运动和分布规律的科学研究。
它涉及到地球上的水循环、水的特性以及水对地球生态系统的作用等方面。
水文学原理是现代地学研究的重要分支之一，对于水资源的可持续利用和水灾的预防具有重要的理论和实践指导意义。
首先，水文学原理研究了地球上的水循环过程。
水循环是指地球上水从气态水蒸气转变为液态水和固态水的过程，然后再通过蒸发、降水、地表径流和地下径流等方式回到大气中的过程。
水文学原理通过研究水蒸气的生成和凝结、降水的分布特征以及地表和地下水的动态变化等问题，揭示了水循环的机制和规律。
其次，水文学原理研究了水的特性和水流的运动规律。
水是一种特殊的物质，具有独特的物理性质和化学性质。
水文学原理通过研究水的密度、粘度、溶解度等特性，揭示了水流的运动规律，包括水流的速度、流量、水位的变化等。
这些研究对于水资源的合理利用、水工程的设计和河流的治理等都具有重要的参考价值。
最后，水文学原理研究了水对地球生态系统的作用。
水是地球上最重要的生命之源，对维持生态系统的稳定和发展起着重要的作用。
水文学原理通过研究水对土壤、植被和动物的影响，揭示了水对地球生态系统的调节和影响机制。
这对于保护自然环境、维护生态平衡具有重要的理论和实践意义。
综上所述，水文学原理是对于水的形成、运动和分布规律进行科学研究的学科。
它通过研究水循环、水的特性和水对地球生态系统的作用等方面，揭示了水文学的基本原理和规律。
水文学原理对于水资源的管理和保护，以及水灾的预防和防治具有重要的理论和实践指导意义。
水文学原理第一章绪论
2006年7月韶关铁路成为河道
水中熄火的车辆
2006年7月韶关体育馆陷入汪洋
•.
•.
人类面临的主要水问题
水的自然属性 水借助于大气运动和蒸发、降水、径流等现象在由岩石圈、水圈、大气圈
和生物圈组成的地球系统中作周而复始的水文循环。 水是良好的溶剂，许多物质都容易溶解于水 水具有势能、动能、压力能和化学能等，这是驱使水发生流动、溶解物质、
携带泥沙和其他物质的动力。 水的社会属性 水是维持生命的不可替代的物质。 水多、水少、水污染都给人民的生活生产等都带来不良影响。 水资源可再生，但有时空变化。 水问题处理不好，会成为社会问题。
•.
面临的水问题
水旱、水涝灾害是人类面临的主要自然灾害（水旱灾害 造成的损失占各种自然灾害的总损失比例的55%，水灾占40%）
•.
世界在研究水资源和水文时,采用了大量先进科技手段,如: ①遥感与空间技术的应用.如航片、卫星、雷达等. ②在地下水文学中应用类推式计算机,模拟难以观测的地下水情况. ③核和放射性技术应用. ④随机水文学. ⑤确定的线性水文数学模式,确定的非线性水文数学模式. ⑥确定的线性水文系统,确定的非线性水文系统. ⑦水文学与水资源学的系统方法. 目前又增加: ①模拟与模型.主要是各种水文过程的复杂模拟和参数多的模型. ②系统方法.将水文和水资源看成一个系统进行研究,是模型化理论的基础,
观测方面，发明制造了雨量器、蒸发器、流速仪等，系统的水 文测验为水文定量计 算及预报奠定了坚实基础。 (2) 20世纪初至50年代，是应用水文学兴起阶段
进入20世纪，大规模的水利水电和交通事业建设蓬勃发展， 需要科学的水文计算和水文预报，使应用水文学迅速发展起来。
① 美国1900年J.A.塞登提出著名的塞登定律； ② 1924年H.A.福斯特建立了P-Ⅲ水文频率曲线计算方法； ③ 1932年L.R.K.谢尔曼提出单位线法 ④ 1935年G.T.麦卡锡建立了马斯京根河道洪水演算法。 这一时期我国水文学发展则比较落后。
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名词解释：
1 下渗容量分配曲线：以地面下渗容量fp为纵坐标，以小于等于该地面下渗容量所占的流域面积比重为横坐标，则所得的曲线称为流域下渗容量分配曲线。
2 流域蓄水容量曲线：以包气带达到田间持水量时的土壤含水量w’m为纵坐标，以小于等于该W’m所占的流域面积比重a为横坐标，则所得到的曲线称为流域蓄水容量曲线。
3 最大流域汇流时间：流域中最长路径的水质点流到出口断面的时间。
4平均流域汇流时间：
5 等流时线：是在流域上勾绘的一组等值线，每条等值线上各点的水质点，将同时到达出流断面。
两条等流时线间的面积称为等流时面积
6 等流时面积：是在流域上勾绘的一组等值线，每条等值线上各点的水质点，将同时到达出流断面。
两条等流时线间的面积称为等流时面积
7 流域面积：在地形图上定出流域（地面）分水线，然后量出它所包围的面积。
8 最大吸湿量：
9 田间持水量：毛管悬着水达到最大时的土壤含水率称为田间持水量。
10 下渗容量：当土壤表面水分供应充足时，此时的下渗率称为下渗能力，下渗能力也称下渗容量。
11 下渗曲线：是干燥土壤在充分供水条件下流域下渗能力过程线。
12 特征河长：就是使下断面由水位引起的∆Q正好与由附加比降引起的∆Q抵消时的河长。
13 流域瞬时单位线：
14 流域单位线：在给定的流域下，单位时段内均匀分布的单位地面（直接）净雨量，在流域出口断面形成的地面（直接）径流过程线，称为单位线。
15 径流系数：任意时段内径流深度R与同时段内降水深度P之比。
公式α=R/P
简答：
1、下渗过程中土壤水分剖面的变化如何？
2、超渗地面径流的产流面积变化有何特点？
（1）随着降雨历时的增加，产流面积有时增大，有时减小
（2）产流面积的大小与降雨强度和初始土壤含水量有关；
（3）一次降雨过程中，全流域超渗产流与局部流域超渗产流可能是交替出现的。
3、蓄满产流的产流面积变化有何特点？
当W0=0时：
（1）随着降雨量的不断增加，产流面积不断增大。
（2）产流面积的变化与降雨强度无关。
（3）全流域发生蓄满产流的条件是∑（P-E) ≥Wmm’。
当W0≠0时，产流面积的变化特点
（1）随着降雨量的不断增加，产流面积不断增大。
（2）产流面积的变化与降雨强度无关。
（3）全流域发生蓄满产流的条件是∑（P-E+a) ≥Wmm’。
4、什么是流域调蓄作用？造成流域调蓄作用的物理原因如何？
流域内随着洪水的涨落所呈现出的流域蓄水量的增加和减少现象——流域调蓄作用。
引起流域调蓄作用的原因：
（1）降水注入点到流域出口断面的距离有远近之分；
（2）因各处的水力条件不同，流域各处水质点的流速不同。
5、径流有哪几种主要成分？每一种径流成分产生的物理条件是什么？
6、试比较流域平均降雨量各种计算方法的优缺点。
7、地球上的水为什么会发生循环运动？水文循环包括哪些主要环节？ 水文循环对地理环境的重要意义：
1、维护全球水量平衡，使陆地淡水资源不断更新；
2、促进自然界物质的运动，对地表太阳辐射能起着吸收、转化、传输和调节的作用
3、使地表各个圈层之间、海陆之间实现物质迁移和能量交换；
4影响全球的气候和生态，改变地表形态。
水循环的主要环节：降水，蒸散发，下渗，地面径流与地下径流等环节
8、描述河道洪水波运动的圣维南方程组的动力方程为
R
C V i x y t V g x V g V 22
01-=∂∂+∂∂+∂∂ 请解释以上方程式中各项的含义，简述在什么条件下洪水波可以简化为运动波和扩散波？写出运动波和扩散波的流量表达式。
答：空间惯性项，时间惯性项，压力项，重力项，阻力项
运动波流量表达式：
扩散波流量表达式：
计算：
1、单位线的应用
2、水量平衡原理（流域多年平均水量平衡式的应用）
3、水源的划分（已知稳定下渗率，总径流量，划分地面与地下净雨）
4、等流时线法的应用
5、初损后损法的应用。